ABB[a]-ZH-11ABB搬运工作站新的.doc

ABBa-ZH-11ABB搬运工作站11.1任务目标 了解工业机器人搬运工作站布局。 学会搬运常用I/O配置。 学会程序数据创建。 学会目标点示教。 学会程序调试。 学会搬运程序编写。11.2任务描述本工作站以太阳能薄板搬运为例，利用IRB120机器人在流水线上拾取太阳能薄板工件，将其搬运至暂存盒中，以便周转至下一工位进行处理。本工作站中已经预设搬运动作效果，大家需要在此工作站中依次完成I/O配置、程序数据创建、目标点示教、程序编写及调试，最终完成整个搬运工作站的搬运过程。通过本章的学习，使大家学会工业机器人的搬运应用，学会工业机器人搬运程序的编写技巧。ABB机器人在搬运方面有众多成熟的解决方案，在3C、食品、医药、化工、金属加工、太阳能等领域均有广泛的应用，涉及物流输送、周转、仓储等。采用机器人搬运可大幅提高生产效率、节省劳动力成本、提高定位精度并降低搬运过程中的产品损坏率。1. ABB推出的一款迄今为止最小的多用途工业机器人紧凑、敏捷、轻量的六轴IRB120，仅重25kg，荷重3kg（垂直腕为4kg），工作范围达580mm。11.3知识储备11.3.1RobotStudio知识准备1.工作站共享在RobotStudio中，一个完整的机器人工作站既包含前台所操作的工作站文件，还包含一个后台运行的机器人系统文件。当需要共享RobotStudio软件所创建的工作站时，可以利用“文件”菜单中的“共享”功能，使用其中“打包”功能，可以将所创建的机器人工作站打包成工作包（.rspag格式）；利用“解包”功能，可以将该工作包在另外的计算机上解包使用。1. 打包：创建一个包含虚拟控制器、库和附加选项媒体库的工作站包。2. 解包：解包所打包的文件，启动并恢复虚拟控制器，打开工作站。2.加载RAPID程序模块在机器人应用过程中，如果已有一个程序模板，则可以直接将该模板加载至机器人系统中。例如，已有1#机器人程序，2#机器人的应用与1#机器人相同，那么可以将1#机器人的程序模块直接导入2#机器人中。加载方法有以下两种。（1）软件加载在RobotStudio中的“RAPID”菜单中可以加载程序模块。在RobotStudio 5.15之前的版本中，此功能在“离线”菜单的中，“在线”菜单中也有该功能，前者针对的是PC端仿真的机器人系统，后者针对的是利用网线连接的真实的机器人系统。1. 切换到“RAPID”菜单，展开右侧RAPID，右击“T_ROB1”，选择“加载模块”。2. 浏览至需要加载的程序模块文件，单击“打开”按钮。（2）示教器加载在示教器中依次单击：ABB菜单程序编辑器模块文件加载模块，之后浏览至所需加载的模块进行加载。1. 在程序编辑器模块栏中单击“文件”。2. 单击加载模块3. 浏览至所需加载的程序模块文件，单击“确定”按钮。3.加载系统参数在机器人应用过程中，如果已有系统参数文件，则可以直接将该参数文件加载至机器人系统中。例如，已有1#机器人I/O配置文件，2#机器人的应用与1#机器人相同，那么可以将1#机器人的I/O配置文件直接导入2#机器人中。系统参数文件存放在备份文件夹中的SYSPAR文件目录下，其中最常用的是其中的EIO文件，即机器人I/O系统配置文件。系统参数加载方法有以下两种：*一般地，两台硬件配置一致的机器人会共享I/O设置文件EIO.cfg，其他的文件可能会造成系统故障。若错误加载参数后，可做一个“I 启动”使机器人回到出厂初始状态。（1）软件加载在RobotStudio中，“控制器”菜单的“加载参数”功能可以用于加载系统参数。1. 在“控制器”菜单中单击“加载参数”2. 勾选“载入参数并覆盖重复项”之后单击“打开”按钮。3. 在“File name”（即“文件名称”）中输入“EIO”，单击跳出来的EIO.cfg，之后单击“Open”按钮。备份文件夹中的系统参数文件保存在“SYSPAR”文件夹下。浏览至“SYSPAR”目录后，若不能显示系统参数文件，则需要在“File name”（即文件名称）中输入“EIO”，则自动跳出“EIO.cfg”，单击“Open”按钮之后即可打开。（2）示教器加载在示教器中依次单击：ABB菜单控制面板配置文件加载参数，加载方式一般也选取第三项，即“加载后覆盖重复项”，之后浏览至所需加载的系统参数文件进行加载。1. 打开“文件”菜单。2. 单击“加载参数”。3. 勾选“加载参数并替换副本”，之后单击“加载”按钮。4. 浏览至所需加载的系统参数文件，选中“EIO.cfg”，单击“确定”按钮，重新启动即可。4.仿真I/O信号在仿真过程中，有时需要手动去仿真一些I/O信号，以使当前工作站满足机器人运行条件。在RobotStudio软件的“仿真”菜单中利用“I/O仿真器”可对I/O信号进行仿真。1. 单击“仿真”菜单中的“I/O仿真器”即可在软件右侧跳出“I/O仿真器”菜单栏。2. 在“选择系统”栏中选择相应系统，包含工作站信号、机器人信号以及智能组件信号等。3. 单击需要仿真的信号，相应指示灯则会置为1，再次单击即可置为0。11.3.2标准I/O板配置ABB标准I/O板挂在DeviceNet总线上，常用型号有DSQC651，DSQC652。在系统中配置标准I/O板，至少需要设置以下四项参数：参数名称参数注释NameI/O单元名称Type of UnitI/O单元类型Connected to BusI/O单元所在总线DeviceNet AddressI/O单元所占用总线地址I/O配置详细参考I/O通信一章。11.3.3数字I/O配置在I/O单元上创建一个数字I/O信号，至少需要设置以下四项参数：参数名称参数注释NameI/O信号名称Type of SignalI/O信号类型Assigned to UnitI/O信号所在I/O单元Unit MappingI/O信号所占用单元地址11.3.4系统I/O配置系统输入：将数字输入信号与机器人系统的控制信号关联起来，就可以通过输入信号对系统进行控制（例如，电动机上电、程序启动等）。系统输出：机器人系统的状态信号也可以与数字输出信号关联起来，将系统的状态输出给外围设备作控制之用（例如，系统运行模式、程序执行错误等）。11.3.5常用运动指令MoveL：线性运动指令将机器人TCP沿直线运动至给定目标点，适用于对路径精度要求高的场合，如切割、涂胶等。例如：MoveLp20, v1000, z50, tool1 WObj:=wobj1;如图所示，机器人TCP从当前位置p10处运动至p20处，运动轨迹为直线。MoveJ：关节运动指令将机器人TCP快速移动至给定目标点，运行轨迹不一定是直线。例如：MoveJ p20, v1000, z50, tool1 WObj:=wobj1;如图所示，机器人TCP从当前位置p10处运动至p20处，运动轨迹不一定为直线。MoveC：圆弧运动指令将机器人TCP沿圆弧运动至给定目标点。圆弧运动指令MoveC在做圆弧运动时一般不超过240，所以一个完整的圆通常使用两条圆弧指令来完成。例如：MoveC p20, p30, v1000, z50, tool1, WObj:=wobj1;如图所示，机器人当前位置p10作为圆弧的起点，p20是圆弧上的一点，p30作为圆弧的终点。MoveAbsj：绝对运动指令将机器人各关节轴运动至给定位置。例如：PERSjointarget jpos10:=0,0,0,0,0,0,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09,9E+09;关节目标点数据中各关节轴为零度。MoveAbsj jpos10, v1000, z50, tool1 WObj:=wobj1;则机器人运行至各关节轴零度位置。11.3.6常用I/O控制指令Set：将数字输出信号置为1例如：Set Do1;将数字输出信号Do1置为1。Reset：将数字输出信号置为0例如：Reset Do1;将数字输出信号Do1置为0注：Set do1; 等同于：SetDO do1, 1;Reset do1; 等同于：SetDO do1,0;另外，SetDO还可以设置延迟时间：SetDOSDelay:=0.2, do1, 1;则延迟0.2s后将do1置为1。WaitDI：等待一个输入信号状态为设定值例如：WaitDI Di1,1;等待数字输入信号Di1为1，之后才执行下面的指令。WaitDi1,1; 等同于：WaitUntil di1=1;另外，WaitUntil应用更为广泛，等待的是后面条件为TRUE才继续执行，如：WaitUntilbRead=False;WaitUntil num1=1;11.3.7常用逻辑控制指令IF：满足不同条件，执行对应程序例如：IF reg15 THENSet do1;ENDIF如果reg15条件满足，则执行Set Do1指令。FOR：根据指定的次数，重复执行对应程序例如：FOR I FROM 1 TO 10 DORoutine1;ENDFOR重复执行10次Routine1里的程序。FOR指令后面跟的是循环计数值，其不用再程序数据中定义，每次运行一遍FOR循环中的指令后会自动执行加1操作。WHILE：如果条件满足，则重复执行对应程序例如：WHILE reg1reg2 DOreg1 := reg1 + 1;ENDWHILE如果变量reg1reg2条件一直成立，则重复执行reg1加1，直至reg1ComparePos.trans.x-25 ANDActualPos.trans.xComparePos.trans.y-25 ANDActualPos.trans.yComparePos.trans.z-25 ANDActualPos.trans.zComparePos.rot.q1-0.1 AND ActualPos.rot.q1ComparePos.rot.q2-0.1 AND ActualPos.rot.q2ComparePos.rot.q3-0.1 AND ActualPos.rot.q3ComparePos.rot.q4-0.1 AND ActualPos.rot.q44 THEN!判断计数nCount是否大于4，此处演示的状况是放置4个产品，即表示已满载，需要更换暂存盒以及其他的复位操作，如计数nCount、满载信号等nCount:=1;!计数复位，将nCount赋值为1Set do34_BufferFull;!输出暂存盒满载信号，以提示操作员或周边设备更换暂存装置MoveJ pHome,v100,fine,tGripper;!机器人移至Home点，此处可根据实际情况来设置机器人的动作，例如若是多工位放置，那么机器人可继续去其他的放置工位进行产品的放置任务WaitDI di00_BufferReady,0;!等待暂存装置到位信号变为0，即满载的暂存装置已被取走Reset do34_BufferFull;!满载的暂存装置被取走后，则复位暂存装置满载信号ENDIFENDIFENDPROCPROCrCalculatePos()!计算位置子程序，检测当前计数nCount的数值，以pPlaceBase为基准点，利用Offs指令在坐标系WobjBuffer中沿着X、Y、Z方向偏移相应的数值TESTnCountCASE 1:pPlace:=offs(pPlaceBase,0,0,0);!若nCount为1，pPlaceBase点就是第一个放置位置，所以X、Y、Z偏移值均为0，也可以直接写成：pPlace:=pPlaceBase;CASE 2:pPlace:=offs(pPlaceBase,nXoffset,0,0);!若nCount为2，位置2相对于放置基准点pPlaceBase点在X正方向偏移了一个产品间隔CASE 3:pPlace:=offs(pPlaceBase,0,nYoffset,0);!若nCount为3，位置3相对于放置基准点pPlaceBase点在Y正方向偏移了一个产品间隔CASE 4:pPlace:=offs(pPlaceBase,nXoffset,nXoffset,0);!若nCount为4，位置4相对于放置基准点pPlaceBase点在X、Y正方向各偏移了一个产品间隔DEFAULT:TPERASE;TPWRITETheCountNumber is error,please check it!;STOP;!若nCount数值不为Case中所列的数值，则视为计数出错，写屏提示错误信息，并利用Stop指令停止程序循环ENDTESTENDPROCPROCrCheckHomePos()!内容参考实训准备章节ENDPROCFUNCboolCurrentPos(robtargetComparePos,INOUTtooldata TCP)!内容参考实训准备章节ENDFUNC辅助程序：PROCrMoveAbsj()MoveAbsJjposHomeNoEOffs,v100,fine,tGripperWObj:=wobj0;!利用MoveAbsj移至机器人各关节轴零位位置ENDPROCPROCrModPos()!示教目标点程序MoveL pPick,v10,fine,tGripperWObj:=WobjCNV;!示教拾取点pPick，在工件坐标系WobjCNV下MoveL pPlaceBase,v10,fine,tGripperWObj:=WobjBuffer;!示教放置基准点pPlaceBase，在工件坐标系WobjBuffer下MoveL pHome,v10,fine,tGripper;!示教Home点pHome，在工件坐标系Wobj0下ENDPROC11.4.10示教目标点在本工作站中，需要示教三个目标点，分别为太阳能薄板拾取点pPick；放置基准点pPlaceBase；程序起始点pHome。在RAPID程序模板中包含一个专门用于手动示教目标点的子程序rModPos，在虚拟示教器中，进入“程序编辑器”，将指针移动至该子程序，之后通过虚拟示教器操纵机器人依次移动至拾取点pPick、放置基准点pPlaceBase、程序起始点pHome，并通过修改位置将其记录下来。示教目标点完成之后，即可进行仿真操作，查看一下工作站的整个工作流程。11.5知识连接11.5.1LoadIdentify：载荷测定服务例行程序在机器人系统中已预定义了数个服务例行程序，如SMB电池节能、自动测定载荷等。其中，LoadIdentify可以测定工具载荷和有效载荷。可确认的数据是质量、重心和转动惯量。与已确认数据一同提供的还有测量精度，该精度可以表明测定的进展情况。在本案例中，由于工具及搬运工件结构简单，并且对称，所以可以直接通过手工测量的方法测出工具及工件的载荷数据，但若所用工具或搬运工件较为复杂，不便于手工测量，则可使用此服务例行程序来自动测量出工具载荷或有效载荷。如图：11.5.2数字I/O信号设置参数介绍参数名称参数说明Name信号名称（必设）Type of Signal信号类型（必设）Assigned to unit连接到的I/O单元（必设）Signal Identification lable信号标签，为信号添加标签，便于查看。例如将信号标签与接线端子上标签设为一致，如Conn.X4、Pin 1Unit Mapping占用I/O单元的地址（必设）Category信号类别，为信号设置分类标签，当信号数量较多时，通过类别过滤，便于分类别查看信号Access Level写入权限ReadOnly：各客户端均无写入权限，只读状态Default：可通过指令写入或本地客户端（如示教器）在手动模式下写入All：各客户端在各模式下均有写入权限Default Value默认值，系统启动时其信号默认值Filter Time Passive失效过滤时间（ms），防止信号干扰，如设置为1000，则当信号置为0，持续1s后才视为该信号已置为0（限于输入信号）Filter Time Active激活过滤时间（ms），防止信号干扰，如设置为1000，则当信号置为1，持续1s后才视为该信号已置为1（限于输入信号）Signal value at system failure and power fail断电保持，当系统错误或断电时是否保持当前信号状态（限于输出信号）Store signal Value at Power Fail当重启时是否将该信号恢复为断电前的状态（限于输出信号）Invert Physical Value信号置反11.5.3系统输入/输出系统输入说明Motor On电动机上电Motor On and Start电动机上电并启动运行Motor Off电动机下电Load and Start加载程序并启动运行Interrupt中断触发Start启动运行Start at Main从主程序启动运行Stop暂停Quick Stop快速停止Soft Stop软停止Stop at End of Cycle在循环结束后停止Stop at End of Instruction 在指令运行结束后停止Reset Execution Error Signal报警复位Reset Emergency Stop急停复位System Restart重启系统Load加载程序文件，适用后，之前适用Load加载的程序文件将被清除Backup系统备份系统输出说明Auto On自动运行状态Backup Error备份错误报警Backup in Progress系统备份进行中状态，当备份结束或错误时信号复位Cycle On程序运行状态Emergency Stop紧急停止Execution Error运行错误报警Mechanical Unit Active激活机械单元Mechanical Unit Not Moving机械单元没有运行Motor Off电动机下电Motor On电动机上电Motor Off State电动机下电状态Motor On State电动机上电状态Motion Supervision On动作监控打开状态Motion Supervision Triggered当碰撞检测被触发时信号置位Path Retur